列表操作的奇怪结果

Question

我正在尝试在 Prolog 中实现一些用于列表操作的谓词。 一切都按预期工作。例如

append([],Ys,Ys).
append([X|Xs],Ys,[X|Zs]) :- append(Xs,Ys,Zs). 

示例查询：

?- append([1,2,3],[4,5,6],X).
X = [1,2,3,4,5,6].                   % OK

但我在使用 'delete' 谓词时遇到了问题。以下是它的实现方式：

delete(X,[Y|Ys],Zs) :- X == Y, delete(X,Ys,Zs).
delete(X,[_X|Ys],[_Z|Zs]) :- delete(X,Ys,Zs).
delete(_X,[],[]).

错误结果的示例查询：

?- delete(4,[1,2,3,4],X).
X = [_G8975, _G8978, _G8981].       % BAD

我已经通过进一步的输入对其进行了测试，它总是返回一个预期长度的列表，因此它以某种方式工作。但是为什么我只得到那些神秘的 _GXXXX 而不是数字呢？

非常感谢！

Answer 1

您的程序中有几个问题。但首先，作为初学者：

坚持 Prolog 的纯单调子集

在您的程序中，您使用的 (==)/2 不再属于该纯子集。在您的情况下，将其替换为 (=)/2。

始终查看所有答案

Prolog 的顶级循环只显示第一个答案。您必须通过按 ; 或 SPACE 来要求更多。您的带有(=)/2 的程序给出（具有更多可读变量）：

?- delete(4,[1,2,3,4],X).
X = [_A,_B,_C] ;
X = [_A,_B,_C,_D] ;
false.

也就是说：不仅第一个答案出乎意料，而且还有第二个答案，列表长度与原始答案相同。另一方面，第一个答案包括预期的解决方案。所以程序比较笼统。

减小输入大小

?- delete(4,[4],L).
L = [] ;
L = [_A] ;
false.

第一个答案现在看来是正确的，但第二个答案完全出乎意料。也就是说，定义过于笼统，正如delete(4,[4],[any])所见证的那样

专业化程序

要本地化程序，请通过尽可能多地引入 false 和 = 等目标来专门化程序，并且只要 delete(4,[4],[any]) 成功.我想出：

?- 删除（4，[4]，[任何]）。 delete(X,[Y|Ys],Zs) :- false, X = Y, delete(X,Ys,Zs)。 删除(X,[_X|Ys],[_Z|Zs]) :- X = 4, _X = 4, _Z = 任意, 删除（X，Ys，Zs）。 删除（_X，[]，[]）：- _X = 4。

现在应该很明显，在这条规则中，_X =4, _Z = any 应该是相同的，而X = 4, _X = 4 应该是不同的。不等式最好用dif/2 表达。

delete(_X, [], []).
delete(X, [Y|Ys], [Y|Zs]) :-
   dif(X, Y),
   delete(X, Ys, Zs).
delete(X, [X|Ys], Zs) :-
   delete(X, Ys, Zs).

这个定义现在可以用在很多方面。喜欢

?- delete(X,Xs,[1,2,3]).
Xs = [1, 2, 3],
dif(X, 3),
dif(X, 2),
dif(X, 1) ;
Xs = [1, 2, 3, X],
dif(X, 3),
dif(X, 2),
dif(X, 1) ;
Xs = [1, 2, 3, X, X],
dif(X, 3),
dif(X, 2),
dif(X, 1) ...

请注意，现在有无限多的答案！

Answer 2

这个答案的灵感来自 logically-pure 代码 @false 呈现in his answer。

让我们使用元谓词tfilter/3 并具体化术语不等式dif/3 并简单地写：

?- Vs0 = [1,2,3,4], tfilter(dif(4),Vs0,Vs)。 Vs0 = [1,2,3,4], VS = [1,2,3]。 % 确定性地成功 ?- Vs0 = [1,2,3,4,2,3,4], tfilter(dif(2),Vs0,Vs)。 Vs0 = [1,2,3,4,2,3,4], Vs = [1, 3,4, 3,4]。 % 确定性地成功

delete/3的实现归结为：

delete(E,Vs0,Vs) :-
   tfilter(dif(E),Vs0,Vs).

就像@false 的代码一样，这个实现是monotone，它使谓词具有多种用途，使您能够获得逻辑上合理的答案 即使在使用非地面术语时也是如此。

最后，让我们来一个非常笼统的查询，看看所有的答案：

?- Vs0 = [X,Y,Z], 删除(E,Vs0,Vs)。 Vs0 = [X,Y,Z], E=X , E=Y , E=Z , Vs = [ ] ; Vs0 = [X,Y,Z], E=X , E=Y , dif(E,Z), Vs = [ Z] ; Vs0 = [X,Y,Z], E=X , 差异(E,Y), E=Z , Vs = [ Y ] ; Vs0 = [X,Y,Z], E=X , 差异(E,Y), 差异(E,Z), Vs = [ Y,Z] ; Vs0 = [X,Y,Z],dif(E,X ), E=Y , E=Z , Vs = [X ] ; Vs0 = [X,Y,Z], dif(E,X ), E=Y , dif(E,Z), Vs = [X, Z] ; Vs0 = [X,Y,Z],dif(E,X ), dif(E,Y), E=Z , Vs = [X,Y ] ; Vs0 = [X,Y,Z], dif(E,X ), dif(E,Y), dif(E,Z), Vs = [ X,Y,Z]。

Answer 3

去除隐晦变量名的一种隐秘方法是使用numbervars/3，例如，

?- length(X, 3).
X = [_G2019, _G2022, _G2025].

?- length(X, 3), numbervars(X, 0, _).
X = [A, B, C].

现在联系您的delete/3。除了其他小问题，例如参数的异常顺序、子句的异常顺序等，您还有一个主要问题：在第二个子句中，您将一个新的匿名变量放在原始列表的元素应该在的位置。

delete(X, [Y|Ys], [Y|Zs]) :- delete(X, Ys, Zs).

在第二个子句中有这个，它有点工作：

?- delete(4, [1,2,3,4], L).
L = [1, 2, 3] .

?- delete(2, [1,2,3,4,2,3,4], L).
L = [1, 3, 4, 3, 4] .

您的实施还存在其他问题。您可以查看来自 SWI-Prolog 的 library(lists) 中相同谓词的 implementation：也请阅读文档！